《微生物營養(yǎng)》課件

《微生物營養(yǎng)》ppt課件REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE微生物營養(yǎng)概述微生物的營養(yǎng)物質(zhì)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收微生物的營養(yǎng)需求和代謝微生物的營養(yǎng)環(huán)境微生物的營養(yǎng)缺陷型篩選及應(yīng)用PART01微生物營養(yǎng)概述0102微生物營養(yǎng)的定義微生物種類繁多，包括細(xì)菌、真菌、病毒等，它們具有各自獨(dú)特的攝取營養(yǎng)方式和代謝途徑。微生物營養(yǎng)：是指微生物從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列的分解、合成和轉(zhuǎn)化等代謝活動(dòng)，滿足自身生命活動(dòng)的需要。微生物營養(yǎng)的分類根據(jù)攝取營養(yǎng)物質(zhì)的方式，微生物營養(yǎng)可以分為有機(jī)營養(yǎng)和無機(jī)營養(yǎng)兩類。有機(jī)營養(yǎng)是指微生物通過分解有機(jī)物獲得能量和營養(yǎng)物質(zhì)，而無機(jī)營養(yǎng)則是通過與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換來獲取。微生物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，如發(fā)酵、生物農(nóng)藥、生物醫(yī)藥等。微生物營養(yǎng)的研究有助于深入了解微生物的生命活動(dòng)和生態(tài)功能，為人類的生產(chǎn)和生活提供更多的選擇和可能性。微生物在自然界中廣泛存在，是地球上物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要參與者。微生物營養(yǎng)的重要性PART02微生物的營養(yǎng)物質(zhì)水是微生物細(xì)胞中含量最多的成分，是維持細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)。水在微生物體內(nèi)的作用包括：參與細(xì)胞代謝反應(yīng)、運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物、維持細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)等。微生物對水的需求量根據(jù)其種類和生理狀態(tài)而有所不同，一般來說，細(xì)菌對水的需求量最大，其次是放線菌和酵母菌，霉菌對水的需求量相對較小。水無機(jī)鹽是微生物細(xì)胞中必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，它們參與細(xì)胞的代謝反應(yīng)、維持細(xì)胞的滲透壓和酸堿平衡等。無機(jī)鹽主要包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等元素，其中氮和磷是微生物生長所必需的元素。不同種類的微生物對無機(jī)鹽的需求量有所不同，例如自養(yǎng)型微生物能夠從空氣中獲取氮?dú)饣蚨趸嫉葻o機(jī)物來合成有機(jī)物，而異養(yǎng)型微生物則需要從有機(jī)物中獲取氮源和碳源。無機(jī)鹽不同種類的微生物對有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的需求量有所不同，例如好氧型微生物需要更多的能量，而厭氧型微生物則主要利用有機(jī)物中的能量。有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)是微生物細(xì)胞生長和繁殖所必需的物質(zhì)，它們能夠提供能量、碳源和氮源等。有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)主要包括碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)和維生素等，其中碳水化合物是主要的能源物質(zhì)，蛋白質(zhì)是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要成分，維生素對維持細(xì)胞正常生理功能具有重要作用。有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)生長因子是微生物細(xì)胞生長所必需的微量有機(jī)物質(zhì)，它們參與細(xì)胞的代謝反應(yīng)和調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長和分化。生長因子主要包括氨基酸、維生素、嘌呤和嘧啶等，其中氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，維生素對維持細(xì)胞正常生理功能具有重要作用。不同種類的微生物對生長因子的需求量有所不同，例如自養(yǎng)型微生物能夠合成一些生長因子，而異養(yǎng)型微生物則需要從有機(jī)物中獲取生長因子。生長因子PART03微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收營養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜擴(kuò)散，順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。擴(kuò)散滲透促進(jìn)擴(kuò)散易化擴(kuò)散需要載體蛋白的協(xié)助，但載體蛋白不直接參與化學(xué)反應(yīng)。與被動(dòng)吸收相似，但需要載體蛋白的協(xié)助，順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。030201被動(dòng)吸收需要載體蛋白的協(xié)助和消耗能量的方式，將營養(yǎng)物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)通過離子泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方式，逆濃度梯度將營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。離子泵運(yùn)輸主動(dòng)吸收細(xì)胞通過吞噬作用將大分子物質(zhì)或顆粒物攝入細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞通過胞飲作用將液體或小分子物質(zhì)攝入細(xì)胞內(nèi)。胞飲作用胞飲作用吞噬作用PART04微生物的營養(yǎng)需求和代謝碳源氮源能源無機(jī)鹽微生物的營養(yǎng)需求01020304微生物需要碳源來合成細(xì)胞物質(zhì)，如糖類、醇類和有機(jī)酸等。微生物需要氮源來合成蛋白質(zhì)、核酸等含氮物質(zhì)。微生物需要能源來提供生長和代謝所需的能量，如有機(jī)物氧化產(chǎn)生的能量。微生物需要無機(jī)鹽來維持滲透壓、酸堿平衡和合成某些重要物質(zhì)。通過有氧呼吸，微生物將有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，釋放能量供自身生長和代謝。有氧呼吸在無氧條件下，微生物通過無氧呼吸將有機(jī)物氧化成乳酸或乙醇等物質(zhì)，釋放能量供自身生長和代謝。無氧呼吸發(fā)酵是一種特殊的無氧呼吸方式，通過發(fā)酵，微生物將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳或乳酸等物質(zhì)。發(fā)酵微生物的代謝途徑營養(yǎng)缺陷型是指因基因突變導(dǎo)致某種營養(yǎng)物質(zhì)合成途徑缺陷的微生物。營養(yǎng)缺陷型微生物通常需要補(bǔ)充相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)才能正常生長。營養(yǎng)缺陷型在微生物育種、代謝工程等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。微生物的營養(yǎng)缺陷型PART05微生物的營養(yǎng)環(huán)境培養(yǎng)基的組成提供微生物生長所需的能量和合成細(xì)胞物質(zhì)的原料。合成微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)物。參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成、酶的輔基等。維持微生物細(xì)胞正常形態(tài)與功能。碳源氮源無機(jī)鹽水直接利用天然物質(zhì)配制，成分復(fù)雜，選擇性差。天然培養(yǎng)基根據(jù)微生物需要，人工配制成分明確、營養(yǎng)均勻的培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基結(jié)合天然物質(zhì)與合成培養(yǎng)基配制而成，兼具兩者優(yōu)點(diǎn)。半合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基的種類影響微生物酶活性、細(xì)胞代謝及生長速率。溫度影響微生物細(xì)胞膜的通透性和酶活性。pH值好氧菌需在有氧環(huán)境下生長，厭氧菌則在無氧環(huán)境下生長。氧氣光合自養(yǎng)微生物在光照條件下生長，其他微生物則不受光照影響。光照培養(yǎng)條件對微生物營養(yǎng)的影響PART06微生物的營養(yǎng)缺陷型篩選及應(yīng)用

營養(yǎng)缺陷型的篩選方法隨機(jī)突變法通過化學(xué)誘變劑或物理輻射等方法，隨機(jī)誘變微生物，篩選出營養(yǎng)缺陷型。基因敲除法通過基因工程技術(shù)，將特定基因從微生物中敲除，從而獲得營養(yǎng)缺陷型?；パa(bǔ)法將野生型基因與營養(yǎng)缺陷型基因進(jìn)行互補(bǔ)，通過篩選互補(bǔ)菌株來獲得營養(yǎng)缺陷型。生物傳感器將營養(yǎng)缺陷型微生物用于生物傳感器，可以檢測環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)。代謝產(chǎn)物生產(chǎn)利用營養(yǎng)缺陷型微生物，可以控制代謝途徑，提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。生物防治利用營養(yǎng)缺陷型微生物可以防治植物病害，通過競爭營養(yǎng)來抑制病原菌的生長。營養(yǎng)缺陷型的應(yīng)用通過基因工程技術(shù)將營養(yǎng)缺陷型基因?qū)肽繕?biāo)菌株，實(shí)現(xiàn)代謝途徑的定向改造。代謝途徑改造通過篩選